Бактерицидные светодиоды

Области применения

Сферы использования УФ излучения различны: медицина, промышленность, криминалистика, детекторы подлинности, УФ принтеры и пр.

Одним из примеров применения УФ в медицине, а в частности в стоматологии, является всем известная световая пломба. Она изготавливается из специального композита, который твердеет под действием УФ излучения.

Метод УФ отверждения широко используется и в промышленности. Существуют различные компаунды и клеи, которые полимеризуются под действием УФ лучей, тем самым ускоряя цикл производства, по сравнению с веществами, которые необходимо длительное время выдерживать на воздухе для полного отверждения. На этом же принципе работают УФ принтеры, только вместо компаунда – УФ-отверждаемая краска.

Способность УФ излучения убивать бактерии и другие микроорганизмы обуславливает его применение для целей дезинфекции. Метод очистки воды с использованием ультрафиолета позволяет без влияния на ее вкусовые свойства (в отличие от хлора) умертвить бактерии и вирусы. Для дезинфекции воздуха в помещении используются так называемые «кварцевые» лампы, которые излучают в диапазоне 205—315 нм.

Криминалистам ультрафиолет помогает обнаруживать следы крови в помещении и на одежде преступников. Для обличения взяточников денежные купюры метят специальной краской, видимой только при ультрафиолетовом свете.

Применение УФ-светодиодов

Как упоминалось выше, УФ-светодиоды используются в тех же областях, где раньше использовались УФ-лампы, но в отличие от ламп, диоды имеют меньший размер и потребляемую мощность, а также более длительный срок службы.

УФ-светодиоды используются:

• В медицине. Например, в стоматологии часто используются пломбы, затвердевающие при воздействии ультрафиолета. Еще одна область применения в медицине — световая терапия. Физиотерапия с УФ-излучением назначается жителям крайнего севера (где наблюдается дефицит солнечного света), детям в период реабилитации после различных заболеваний, новорожденным с повышенным уровнем билирубина в крови («желтуха новорожденных»).
• В промышленности. Существуют различные типы светочувствительных веществ (особенно клеев) и композитов, которые полимеризуются под воздействием УФ-лучей. Также это излучение используется при изготовлении лекарств.
• Для дезинфекции инструментов (в медицине, косметологии), воды (в отличие от хлора УФ-обработка не влияет на ее вкус и состав), воздуха в помещении. Ультрафиолетовый свет эффективно убивает вредные для человека бактерии и вирусы.
• В судебной медицине. Специальная краска, светящаяся в ультрафиолетовых лучах, используется для маркировки банкнот, когда необходимо доказать, что вы получили взятку. Кроме того, с помощью ультрафиолетовых лучей судмедэксперты могут обнаружить следы крови и других биологических жидкостей на одежде подозреваемых или в комнате, где проводится исследование.
• В банке. Специальные счетные машины могут одновременно подсчитывать количество банкнот и проверять их подлинность.
• В косметологии. Например, в УФ-соляриях и лампах для сушки ногтей, а также во время различных процедур.
• Для выращивания растений. Ультрафиолет значительно ускоряет производство полифенолов в листовых овощах, делая их более полезными для человека без использования специальных препаратов.

УФ-лампа для сушки ногтей

Кроме того, ведутся исследования, по результатам которых планируется использовать ультрафиолет для профилактики и лечения рака. Антимутагенные свойства УФ-лучей изучаются. Разрабатываются новые полимеры, свойства которых можно изменять в желаемом направлении с помощью УФ-излучения.

Недостатки

Ученые доказали, что УФ-стерилизатор не позволяет добиться полного обеззараживания инструментов. Ультрафиолетовое излучение, вопреки принятому в обществе мнению, уничтожает только некоторые бактерии, грибы и прионы, но далеко не все. Поэтому полного обеззараживания инструментов не происходит. К сожалению, самые страшные болезни, ВИЧ и гепатит B, выявить и уничтожить ультрафиолету не под силу.

К числу других недостатков можно отнести:

• длительность процедуры;
• необходимость переворачивания инструмента в процессе обработки;
• неэффективность в плане уничтожения возбудителей некоторых болезней.

Проектирование устройств со светодиодами UV-C

При выборе светодиодов УФ-С для дезинфекции или стерилизации процесс проектирования следует начинать с определения области, на которую будет падать свет, и поток излучения в Вт / м2, необходимый для инактивации микроорганизмов.

Например рассмотрим устройство для дезинфекции воздуха, выходящего из воздуховода кондиционера. При потребности в энергии 17 Дж / м2 и площади 0,25 м2 при времени воздействия 5 с необходимо использовать источник питания приблизительно 4 Вт / м2.

Затем необходимо продумать как УФ-излучение может попасть на продезинфицированную поверхность. Правило состоит в том, чтобы учесть поток излучения каждого светодиода и разделить общую интенсивность излучения на это число, чтобы получить количество светодиодов, необходимое всего

Этот приблизительный расчет является упрощением, поскольку он не принимает во внимание распределение этого потока. Два фактора определяют как поток излучения попадает на поверхность цели. Первый – это расстояние от светодиода до объекта, а второй – угол луча светодиода

Первый – это расстояние от светодиода до объекта, а второй – угол луча светодиода.

Описанные выше светодиоды Luminus Devices, Vishay и SETi / Seoul Viosys UV-C имеют угол луча 130°, 120° и 125° соответственно. На рисунке показана диаграмма направленности XBT-3535-UV-A130-CC275-01. Пунктирная линия показывает где было достигнуто 50% пикового значения, что определяет угол луча +/-65°.

Пунктирная линия на кривой формы излучения указывает где достигнуто 50% максимальной освещенности

Угол луча определяет отношение размера светодиодной структуры к размеру оптики. Следовательно, получение более узкого луча требует использования излучателя меньшего размера или большей оптики. Компромисс конструкции заключается в том, что чем меньше размер чипа, тем ниже излучение, а большую оптику сделать труднее, так как это увеличивает цену и снижает контроль угла.

Коммерчески доступные светодиоды обычно поставляются с заводской оптикой, здесь конструкторы не могут повлиять на размер структуры и оптики

Поэтому важно проверить угол излучения луча, так как два одинаковых элемента здесь могут быть совершенно разными

Обладая этими знаниями, исходя из расстояния между светодиодным излучателем и дезинфицируемой поверхностью, можно рассчитать сколько светодиодов потребуется и как их следует расположить для получения желаемой освещенности в активной области.

Окончательный выбор сводится к компромиссу между стоимостью, энергоэффективностью и сложностью. Светодиоды UV-C дороги, поэтому одним из решений может быть использование меньшего количества и более мощных излучателей, чем наоборот. Таким образом, помимо стоимости, преимуществом является более низкая сложность контроллера. Обратной стороной является то, что из-за низкой эффективности светодиодов потребуется лучшее управление температурой для поддержания длительного срока службы, поскольку высокая температура резко сокращает срок службы светодиодов. Это требует использования радиаторов большего размера, что сводит на нет часть ожидаемой экономии.

История создания

Еще в 1801 году химик из Германии И.Риттер открыл ультрафиолетовое излучение, а в 1892 году английский ученый Г.Вард доказал бактерицидные свойства этого светового диапазона. В практике ультрафиолетовый спектр начали применять только в 1906 году, когда немецкие ученые Кех и Рещинский создали первую дуговую лампу из кварцевого стекла и ртутных электродов. Впервые эту лампу применили в медицине для лечения псориаза в 1926 году.

Поскольку первые бактерицидные лампы изготавливались из кварцевого стекла, они получили название «кварцевые». Со временем кварцевое стекло было заменено увиолевым, что уменьшило озонообразующее излучение, но историческое название «кварцевые лампы» за ними сохранилось. Стекло современных бактерицидных ламп покрыто оксидом титана, который полностью поглощает озонообразующий спектр.

Преимущества ультрафиолетовых светодиодных лент

Светодиоды редко работают в одиночку. Как правило, это целая светодиодная лента не менее 10 штук. Поэтому правильнее будет говорить о преимуществах и недостатках светодиодных лент ультрафиолета. Также следует разделить обычные и ультрафиолетовые светодиоды.

Плюсы любой светодиодной ленты:

• Высокая световая отдача, не уступающая своим энергосберегающим аналогам (150 люмен на ватт).
• Устойчивость к низким температурам.
• Экологичность (отсутствие вредных паров ртути, в отличие от ЭСЛ).
• Длительный срок службы (до 10 лет).
• Нет таких громоздких устройств управления, как ESL.
• Срок службы не сильно меняется при частом включении и выключении (к этому очень чувствительны ECL и лампы накаливания).
• Устойчивый к вибрации.

Минусы любой светодиодной ленты:

• Пока что стоимость высока (светодиоды получили широкое распространение не так давно).
• Пока что дорогой аппарат управления, драйвер.
• Менее привычный для человеческого глаза свет (лампы накаливания и лампы ESL ближе к естественному солнечному свету).
• При использовании систем водяного охлаждения в корпусе агрегата может образовываться конденсат (но это ерунда по сравнению с обслуживанием ЭСЛ).

Преимущества светодиодных УФ-лент по сравнению с другими УФ-лампами:

• Не выделяется вредный для человека озон, поэтому нет необходимости проветривать помещение (например, излучают энергосберегающие кварцевые лампы).
• Неограниченное затемнение (очень ограниченное с другими УФ-лампами).
• Намного безопаснее для человека, в отличие от своих энергосберегающих аналогов.

Недостатки светодиодных лент УФ:

• Часто необходимо менять всю светодиодную ленту, а не отдельные диоды (однако это зависит от конструкции светильника).
• Излучается только рассеянный свет (для прожектора требуются специальные линзы).

Что такое маникюрный УФ-стерилизатор?

Для обеззараживания инструментов после работы с клиентом используется ультрафиолетовое излучение. Для этого все маникюрные приспособления просто складывают в специальный ящик устройства, после чего его включают. Загорается лампа, и начинается процесс обеззараживания. Всего для обработки инструментов, разложенных в один ряд, уходит около 40 минут времени. Примерно по 20 минут с каждой стороны.

УФ-стерилизатор для маникюрных инструментов может иметь один или два ящика. К тому же мощность у таких приборов тоже отличается. Соответственно, время обработки может варьироваться в большую или меньшую сторону. Однако следует помнить, что, перед тем как отправить инструменты на стерилизацию, их следует продезинфицировать специальным средством. Это позволит повысить качество обработки.

Популярные марки

Среди самых популярных марок стерилизаторов зубных щеток, работающих на основе излучения УФ-волн, можно отметить такие, как:

1. Zero Germ – подходит для использования как в домашних, так и в походных условиях, благодаря своей компактности.
2. Gezatone T4 – продукт французской промышленности, представляет собой стакан на несколько щеток, обеспечивает оптимальный уход за зубной щеткой.
3. Esencia ESA-555 – один из серии моделей Esencia. Отличается от одноклассников своей универсальностью, позволяющей стерилизовать другие предметы, применяемые для личной гигиены.
4. Timson – лицензированный прибор, собранный в России. Интересен своей прозрачной крышкой, позволяющей визуально определить окончание процесса дезинфекции.

https://youtube.com/watch?v=ycSZllOn0QY

Варианты исполнения

При малой мощности УФ-светодиоды могут быть выполнены в стандартных корпусах индикаторных светодиодов.

Диоды большей мощности выпускаются в корпусах типа «эмиттер» или других стандартных корпусах.

Обязательным условием для корпуса является хорошая система охлаждения, вплоть до использования вибрирующих мембран или мини-вентиляторов, так как ультрафиолетовые светодиоды лишь четвертую часть получаемой энергии трансформируют в свет, а остальные три – в тепло. Перегрев любого светодиода, в том числе, ультрафиолетового, негативно сказывается на его работе и приводит к выходу диода из строя.

Также поверхность светового прибора, на который крепится светодиод или светодиодный модуль, не должна иметь металлической основы. Такая основа негативно влияет на коэффициент излучения, снижая КПД работы.

Что такое ультрафиолетовое излучение и каким оно бывает

Ты наверняка знаешь, что свет – это электромагнитное излучение. В зависимости от частоты цвет такого излучения изменяется. Низкочастотный спектр кажется нам красным, высокочастотный – синим. Если поднять частоту еще выше, то свет станет фиолетовым, а после совсем исчезнет. Точнее, исчезнет для твоего глаза. На самом деле излучение перейдет в область ультрафиолетового спектра, который мы не способны видеть из-за особенностей глаза.

Но если мы не видим ультрафиолетовый свет, то это не значит, что он на нас никак не воздействует. Ты же не будешь отрицать, что радиация безопасна, поскольку мы ее не можем увидеть. А радиация – не что иное, как такое же электромагнитное излучение, как свет и ультрафиолет, только более высокой частоты.

Но вернемся к ультрафиолетовому спектру. Он располагается, как мы выяснили, между видимым светом и радиационным излучением:

Отбросим свет с радиацией и рассмотрим ультрафиолетовое излучение поближе:

На рисунке хорошо видно, что весь УФ диапазон условно делится на два поддиапазона: ближний и дальний. Но на этом же рисунке сверху мы видим деление на УФА, УФВ и УФС. В дальнейшем мы будем пользоваться именно таким разделением – ультрафиолет А, В и С, поскольку оно четко разграничивает степень воздействия излучения на биологические объекты.

Требования к конструкции

Маломощные диоды могут быть изготовлены в классическом корпусе индикаторных led ламп, но при этом должна быть полностью продуманная система охлаждения. Это могут быть вибрирующие мембраны или  встроенные вентиляторы. Такое значение системе охлаждения уделяется по той причине, что только 25% получаемой при питании энергии УФ переводит в свет, остальные 75% продуцируются в тепло.

Ультрафиолетовый светодиод в корпусе dip

Корпус, равно как и крепежная основа должны быть изготовлены из прозрачного герметизирующего и заливочного эпоксидного компаунда или прочного пластика. Металл неприменим, так как сильно снижает КПД лампы.

Новый источник ультрафиолета, принцип действия

Интерес к LED источникам УФ излучения появился давно, но их активное применение сдерживала высокая стоимость приборов. Раньше УФ получали от газоразрядных ртутных ламп. Из-за хрупкости изделий их использование было небезопасно, в случае разбивания корпуса пары ртути оказывались в помещении. Стремительное развитие оптических технологий сделало LED светодиоды доступными для потребителей.

Длина излучаемых полупроводниковыми приборами УФ волн находится в промежутке между рентгеновским излучением и видимым светом. Добиться такого излучения позволяет использование специальных материалов – нитрид галлия, алюминия, индия. Принцип их работы заключается в возникновении свечения под воздействием электрического тока. Длина излучаемого света зависит от материала полупроводника. Приборы с диапазоном 365-400 нм получили значительное распространение благодаря простоте изготовления светодиодов, граничащих по шкале длины волн с видимым светом. Устройства со спектром 100-280 нм используют редко, они служат для стерилизации воздуха и воды.

Выбор корпуса для полупроводникового LED устройства зависит от его мощности. Яркий светодиод диаметром 5 мм с длиной волны 365 нм предлагается с корпусом индикаторного устройства, его рабочий ток составляет 20 мА. Мощные элементы с показателем 1 – 3 Вт помещаются в корпус эмиттер и другие аналогичные конструкции.

Ультрафиолетовые светодиоды имеют следующие характеристики:

• рабочие токи – 20 мА (для устройств малой мощности), 350-700 и выше мА (для мощных приборов);
• длина волны – 100-400 нм;
• напряжение питания – 3,4-4 V;
• температура эксплуатации – от -20º до +100º C;
• срок службы – 50 000 часов.

Применение УФ ламп

Итак, ультрафиолетовые лампы существуют, и мы даже знаем, что у них внутри. Но для чего они нужны? Сегодня приборы ультрафиолетового света широко используются как в быту, так и на производстве. Вот основные области применения УФ ламп:

1. Изменение физических свойств материалов. Под действием ультрафиолетового излучения некоторые синтетические материалы (краски, лаки, пластики и пр.) могут менять свои свойства: твердеть, размягчаться, менять цвет и другие физические характеристики. Живой пример – стоматология. Специальная фотополимерная пломба пластична до тех пор, пока врач после ее установки не осветит полость рта мягким ультрафиолетовым светом. После такой обработки полимер становится прочнее камня. В косметических салонах тоже используют специальный гель, твердеющий под УФ лампой. С его помощью, к примеру, косметологи наращивают ногти.

2. Криминалистика и уголовное право. Полимеры, способные светиться в ультрафиолете, широко используются для защиты от подделки. Для интереса попробуй осветить купюру ультрафиолетовой лампой. Таким же образом можно проверить купюры почти всех стран, подлинность особо важных документов или печатей на них (так называемая защита «Цербер»). Криминалисты пользуются ультрафиолетовыми лампами для обнаружения следов крови. Она, конечно, не светится, зато полностью поглощает ультрафиолетовое излучение и на общем фоне будет казаться абсолютно черной.

Элементы защиты купюр, печатей и паспорта (Беларусь), видимые только в ультрафиолетовом излучении

3. При дефиците естественного ультрафиолета. Польза ультрафиолетовой лампы спектра А для биологических объектов была открыта почти одновременно с ее изобретением. При недостатке естественного ультрафиолетового излучения страдает иммунитет человека, кожа приобретает нездоровый бледный оттенок. Если растения и комнатные цветы выращивать за оконным стеклом или под обычными лампами накаливания, то и они чувствуют себя не лучшим образом – плохо растут и часто болеют. Все дело в отсутствии ультрафиолетового излучения спектра А, недостаток которого особенно вреден для детей. Сегодня УФА лампы используют для укрепления иммунитета и улучшения состояния кожи повсеместно, где не хватает естественного света.

Использование ультрафиолетовых ламп спектра А для восполнения дефицита естественного ультрафиолета

На самом деле приборы, служащие для восполнения дефицита естественного ультрафиолетового света, излучают не только ультрафиолет А, но и В, хотя доля последнего в общем излучении чрезвычайно мала – от 0,1 до 2-3 %.

4. Для дезинфекции. Все вирусы и бактерии – тоже живые организмы, к тому же они настолько малы, что «перегрузить» их ультрафиолетовым светом совсем несложно. Жесткий ультрафиолет (С) в состоянии проходить некоторые микроорганизмы буквально насквозь, разрушая их структуру. Таким образом, лампы спектра В и С, получившие название антибактериальных или бактерицидных, можно использовать для обеззараживания квартиры, общественных заведений, воздуха, воды, предметов и даже для лечения вирусных инфекций. При использовании ламп УФС дополнительным дезинфицирующим фактором выступает озон, о котором я писал выше.

Ты наверняка слышал такой медицинский термин, как кварцевание. Эта процедура – не что иное, как обработка предметов или тела человека строго дозированным жестким ультрафиолетовым излучением.

Минусы использования ультрафиолетового детектора

Ультрафиолетовый детектор банкнот, безусловно, полезный прибор, если вы знаете, как должны выглядеть УФ-защитные метки на деньгах, вы можете провести качественный контроль подлинности. Но есть и минусы при использовании данного вида детекторов, сейчас мы их рассмотрим.

1. Люминофоры можно купить и имитировать защитные рисунки, чем активно пользуются фальшивомонетчики.
2. При ярком дневном освещении, использование детекторов затруднительно, особенно детекторов малой мощности.
3. Банкноты изнашиваются, а значит, повреждаются защитные метки, что затрудняет идентификацию заведомо подлинных банкнот.
4. Банкноты могут быть постираны и после попадания на них стирального порошка, будут светиться как поддельные, что также может ввести пользователя в заблуждение.

Технические параметры UV-светодиодов

За небольшим исключением технические характеристики светодиодных источников света с ультрафиолетовым излучением повторяют параметры светодиодных кристаллов в видимой части спектра. К основным параметрам УФ-светодиодов можно отнести следующие особенности:

• длина волны излучаемого света составляет от 100 до 400 нм. Этот параметр указывается в паспорте осветительного прибора и служит ориентиром для различных областей применения.
• световой поток является основной характеристикой кристалла светодиода и напрямую связан с его мощностью. Световой поток измеряется в люменах, но для светодиодов с узкой диаграммой направленности иногда указывается сила света — световой поток, деленный на телесный угол. Сила света измеряется в канделах.
• номинальный рабочий ток дан для номинальной мощности светодиода и используется для расчета параметров источника питания (драйвера).
• прямое напряжение указывает на падение напряжения питания на светодиоде в открытом (горящем) состоянии. Для ультрафиолетовых продуктов оно составляет от 3 до 4,5 вольт.

Примеры светодиодов для UV-C

На рынке имеется несколько видов светодиодов UV-C для систем дезинфекции. Например, Luminus Devices предлагает версию с максимальной эмиссией на 277 нм под названием XBT-3535-UV-A130- CC275-01. Он обеспечивает поток от 30 до 55 мВт, потребляя до 350 мА при напряжении 5 – 7,5 В.

Для обеззараживания вирусов пик излучения должен составлять 250-280 нм, как показано для XBT-3535-UV-A130-CC275-01

Альтернативой является светодиод VLMU35CB20-275-120 от Vishay Semiconductor с пиком излучения на 277 нм, заключенный в керамический корпус с кварцевым окном. Его мощность излучения 14 мВт при напряжении питания 150 мА / 6,5 В.

Светодиод Vishay 277 нм UV-C в керамическом корпусе с кварцевым окном

Еще один продукт этого типа – CUD5GF1B – предлагает компания SETi / Seoul Viosys. Этот LED имеет максимум излучения при 255 нм и установлен в керамический корпус для поверхностного монтажа с низким тепловым сопротивлением. Его мощность излучения 7 мВт при питании 200 мА / 7,5 В. Преимущество: минимальное влияние температуры на пик излучения, всего на 1 нм в диапазоне температур 25–80°C. Это довольно важный вопрос, когда требуется высокая точность экспозиции.

Длина волны максимального излучения диода SETi / Seoul Viosys CUD5GF1B UV-C изменяется не более чем на 1 нм в диапазоне температур 25-80 ° C

Применения UVВ светодиодов:

1. Солярий

Искусственный загар

Производители выпускают светодиодные лампы двух стандартов: европейского и американского. Коэффициент UVB/UVA является показателем соотношения количества лучей типа А и В. Разница у них следующая:

Излучение типа А является длинноволновым, мягким и дает бронзово-золотистый оттенок коже. Получить от него ожог практические невозможно.

Излучение типа В имеет более короткие волны. Именно оно вызывает синтез меланина и создает быстрый загар. Будьте осторожны, от него можно получить ожог.

Отношение UVB / UVA — это мера количества лучей типа A и B.

2. Медицина

Средневолновой ультрафиолет (280-320 нм) применяется для лечения острых воспалительных заболеваний внутренних органов, как правило, дыхательной системы, опорно-двигательного аппарата, периферийной нервной системы и даже неправильного обмена веществ. Воздействие такого УФ излучения на клетки тканей организма провоцирует изменения в структурной организации белковых соединений, меняя их физико-химические свойства, что активизирует различные положительные процессы в тканях и, как следствие, восстановление нормализации их функций.

Что такое ИК-излучение

Прежде чем поговорить об инфракрасных светодиодах, разберемся, что такое инфракрасное (ИК) излучение. Взглянем на упрощенную таблицу спектра электромагнитного излучения.

Таблица спектра электромагнитного излучения

Начинается она с ультрафиолета, с понижением частоты переходит сначала в видимый свет – от фиолетового до красного, затем в инфракрасное излучение и заканчивается обычными радиоволнами, которые мы используем в радиосвязи. Участок, обозначенный как видимый спектр, так называется потому, что наш глаз его видит. Все остальные диапазоны, к которым относится и ИК-излучение, невидимы.

Чем же так примечателен инфракрасный диапазон? Во-первых, он полностью безвреден для людей и животных. И, во-вторых, он абсолютно не заметен для человеческого глаза, но заметен для электронных систем регистрации – от фотоприемников до обычных видеокамер. Именно поэтому ИК-светодиоды нашли такое широкое применение как в быту, так и на производстве.

Дополнительно инфракрасный диапазон делится на три поддиапазона:

1. Ближний – 0.74…2.5 мкм.
2. Средний – 2.5…50 мкм.
3. Дальний – 50…2 000 мкм.

Мнение экспертаАлексей БартошСпециалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.Задать вопрос экспертуПолезно! Излучение от 0.74 до 0.86 мкм еще заметно невооруженным глазом и воспринимается как слабое красноватое свечение. Это следует учитывать при выборе приборов для скрытой подсветки ночных видеокамер и подобных целей.

Как подключить

Подключение инфракрасного светодиода ничем не отличается от подключения обычного светоизлучающего. И тот, и другой включаются в цепь постоянного тока через ограничивающий резистор, обеспечивающий номинальный рабочий ток прибора. Ну и не стоит забывать, что инфракрасный светодиод – прибор полярный, поэтому на его анод нужно обязательно подавать «плюс», а на катод – «минус». При этом место включения резистора в цепь роли не играет.

Для того чтобы рассчитать номинал токоограничивающего резистора, необходимо знать:

• падение напряжения на светодиоде при прямом включении (есть в паспорте);
• номинальный рабочий ток светодиода (есть в паспорте);
• величину питающего напряжения.

Сам же расчет исключительно прост. Из напряжения питания вычитаем напряжение падения на полупроводнике и находим напряжение падения на резисторе:

U = Uпит. – Uпадения на светодиоде

Теперь рассчитываем номинал резистора, который обеспечит нужный нам ток через цепь, воспользовавшись законом Ома:

R = U/ I

где:

• R – искомое сопротивление резистора в Омах;
• U – падение напряжения на резисторе (см. первую формулу) в вольтах;
• I – номинальный ток через светодиод в амперах.

Онлайн рассчет Введите напряжение и выберите цвет светодиода

Напряжение питания *
Номинальный ток светодиода
Цвет светодиода Белый (3,0-3,3 В)Красный (1,6-2,1 В)Оранжевый (1,9-2,1 В)Жёлтый (1,9-2,1 В)Зелёный (2,6-3,4 В)Синий (3,0-3,3 В)Фиолетовый (3,2-3,4 В)Инфракрасный (1,4-2 В)УФ-светодиод (3,2-4 В)

Сопротивление резистора: Ом

Мощность токоограничивающего резистора не менее: Вт

Стандартный резистор (E24): Ом
Сопротивление рассчитывается по средней величине диапазона номинальных напряжений указанного в скобках. Номинальный ток,  который указан по умолчанию (20 мА) — это номинальный ток для большинства 5-миллиметровых светодиодов.  Полученное значение сопротивления нужно округлить в большую сторону до ближайшего номинального сопротивления резисторов из доступных

То есть если получилось 45 Ом, но такого резистора вы купить не можете, смело округляйте до 47 Ом (есть в основных распространённых рядов номиналов резисторов E3, E6, E12, E24).Важно! После расчёта, подбора резистора и подключения светодиода измеряйте ток через него и сверяйте с указанным в технической документации. При необходимости корректируйте сопротивления резистора.

Важно! Драйвер должен обеспечивать точно такой же или меньший ток, на который рассчитан конкретный светодиод

В нижней части рисунка указано соответствие номинала резистора необходимому току.

Применения UVA светодиодов:

1. Косметология. В маникюрных салонах ультрафиолетовые лампы эффективны в сушке гель-лака и наращивании ногтей с помощью гелиевых составов.

Наращивание ногтей с помощью гелиевых составов.

Сушка гель-лака на ногтях

Маникюр с точками и рисунками или «paint-nail» из последних новинок в нейл-индустрии. Выглядит он действительно модно и красиво, а его качество напрямую связано с применением UVA светодиодов.

 2, Шоу—бизнес.

Свечение одежды в темноте

3. Стоматология: для затвердевания композитных зубных пломб зачастую используется ультрафиолет. Например, в стоматологии зачастую используются пломбы, отвердевающие при воздействии ультрафиолета. 

Затвердевание композитных зубных пломб.

4. Фармакология. В производстве лекарственных препаратов.

Использование Уф излучения при тестировании лекарств

5. Медицина. Область медицинского применения – световая терапия и физиопроцедуры с использованием УФ-излучения.

Светотерапия

Что касается длинноволнового ультрафиолета из группы А (320-400 нанометров), то его главнейший лечебный эффект заключается в иммуностимулирующем влиянии на ткани организма, что существенно повышает уровень сопротивляемости организма к болезнетворным бактериям и вирусам. Благодаря этому длинноволновое ультрафиолетовое излучение нашло широкое применение в борьбе с большим количеством кожных заболеваний, в частности псориаза, лишая и экземы, в лечении хронических заболеваний органов дыхательной системы, а также последствий обморожения и различных травм.

Также в настоящее время проводятся исследования, по результатам которых планируется применять ультрафиолет для профилактики и лечения онкологических заболеваний.  

6. Промышленность. Очень широкое и разнообразное применение. Только один пример: на некоторых производствах ультрафиолетовые источники используются для ускорения процесса полимеризации клея и компаундов. УФ лучи ускоряют полимеризацию (высыхание и отвердевание) клея, краски или специальной смолы, называемой компаундом.

7. Финансовая сфера. В аппаратах по проверке денег используется именно такие УФ-диоды. Лампа помогает определить подлинность купюр, считать наносимые на бумагу метки банков.

Аппарат по проверке денег

Специальные счетные машины могут одновременно подсчитывать количество купюр и проверять их подлинность.

8. Криминалистика и судебная экспертиза (расследования на месте преступления). Проверка подделок (водительские удостоверения, паспорта, различные документы и т.д.). UVA светодиоды используются в оперативных мероприятиях, чтобы обнаружить следы, биологические жидкости и частицы. Можно обнаружить следы крови и других веществ, невидимых при обычном освещении.

Отпечатки пальцев в ультрафиолете, не видимые в обычном свете.

9. Растениеводство. Непродолжительное облучение растений в теплицах стимулирует в них выработку полифенолов, которые обладают антиоксидантными свойствами, полезными для здоровья человека.

В обычных широтах достаточное для роста растений количество света имеется только в летний период, и то, если нет затяжных дождей. Всё остальное время растения, особенно домашние, страдают от недостатка света. Чтобы им помочь, можно установить светильник, который, кроме обычного света, испускает особую длину волны в диапазоне UVA, нужную для фотосинтеза.

УФ-ртутная лампа для подсветки растений.

Кроме люминесцентных (газовых) ламп для растений, в последнее время появилось много разновидностей на светодиодах UVA. Они более компактные и служат дольше.

Растение под светодиодной лампой.

10. Ультрафиолетовый лазер

Для работы лазера используются UVA светодиоды на длине волны 355 нм.

Лазерная система с 355 нм УФ лазером

Эта совместимая с ультрафиолетом 355 нм лазерная система идеально подходит для широкого спектра научных приложений.

Ультрафиолетовые лазеры находят применение в промышленности, медицине, химии, безопасной связи в открытом воздухе, вычислительной технике, производстве интегральных схем и т.д..